Molekulárna biológia a genetika mikroorganizmov
Okruhy tém pre štátnicový predmet Molekulárna biológia a genetika mikroorganizmov
Predmet, história a metódy štúdia
História formovania poznatkov v genetike mikroorganizmov, mikroorganizmy ako modelové objekty, ich výhody v genetickom výskume.
Štruktúra genómov mikroorganizmov
Organizácia genómu, chromozómy, chloroplasty, mitochondrie, plazmidy, rozdiely medzi mikroorganizmami.
Bunkový a životný cyklu baktérií
Charakteristika bunkového cyklu a jeho genetická regulácia (na príklade Bacillus sp.); procesy prenosu genetickej informácie v rámci životného cyklu baktérií, rozdiely medzi nimi.
Konjugácia a jej využitie pri genetickej analýze prokaryotických mikroorganizmov
Štruktúra konjugatívnych plazmidov a obsah ich genetickej informácie vo vzťahu ku determinácii konjugácie, spôsoby genetickej analýzy pri konjugácii buniek baktérií.
Transformácia a jej využitie pri genetickej analýze prokaryotických mikroorganizmov
Molekulárny mechanizmus, účinnosť transformácie, kompetencia buniek a faktory ovplyvňujúce priebeh transformácie, spôsoby genetickej analýzy pri transformácii, prirodzená transformácia a transformácia ako molekulárna metóda, rozdiely medzi nimi.
Transdukcia a jej využitie pri genetickej analýze prokaryotických mikroorganizmov
Prenos DNA s využitím lytického a lyzogénneho cyklu, mapovanie génov pri nešpecifickej a špecifickej transdukcii.
Všeobecné princípy genetickej analýzy pri eukaryotických mikroorganizmoch
Určovanie alelických a nealelických génov mutantných kmeňov, komplementačná a rekombinačná analýza, génová konverzia, genetická analýza u mikroorganizmov, ktoré sa nerozmnožujú pohlavne, parasexuálna hybridizácia.
Životné a bunkové cykly eukaryotických mikroorganizmov
Saccharomyces cerevisia, Chlamydomonas reihardtii.
Diferenciačné programy životného cyklu kvasiniek Saccharomyces cerevisiae
Bunkový cyklus, fázy, diagnostické znaky, mutanty cdc, metódy analýzy mutantov cdc, genetická kontrola bunkového cyklu, signálna dráha cAMP, cyklíny.
Genetická determinácia pohlavia Saccharomyces cerevisiae
Konjugácia, meióza a sporulácia, podmienky, priebeh. Feromóny a intracelulárna signalizácia. Genetika párovacích typov - homotalizmus, heterotalizmus, kazetový model prepínania párovacieho typu, regulácia sexuálnych procesov produktmi lokusov MAT.
Genetická determinácia pohlavia Chlamydomonas reinhardtii
Charakteristika MT lokusu párovacieho typu a jeho umiestnenie na chromozóme, indukcia a formovanie párovacieho typu vonkajšími podmienkami, expresia génov zodpovedných za formovanie párovacích typov, gény špecifické pre mt+ a mt- párovací typ, párovanie pomocou bičíkov a fúzia párovacích typov, tvorba zygoty, expresia špecifických génov zygoty, význam MT lokusu pri uniparentálnej dedičnosti.
Genetická analýza na úrovni genómu u Saccharomyces cerevisiae
Meiotická analýza - tetrádová analýza, hromadná analýza spór, trizomická analýza, dyádová analýza, analýza väzby génov, genetické mapy. Mitotická analýza - mitotická haploidizácia, mitotická rekombinácia a segregácia.
Mapovanie génov Saccharomyces cerevisiae použitím molekulárnych metód
Genetická analýza na molekulárnej úrovni - vektory, genómové banky, transformácia kvasiniek. Mapovanie a izolácia génov kvasiniek – tvorba a skríning genómových bánk, identifikácia rekombinantných klonov, molekulárna analýza klonovaného génu.
Mapovanie génov Chlamydomonas reinhardtii
Mapovanie génov do väzbových skupín, mapovanie génov u mutantov vzniknutých klasickou mutagenézou pomocou metódy map based cloning, charakteristika mapovacích markerov na jednotlivých chromozómoch a ich využitie pri identifikácii génov, indukcia a mapovanie nových génov s využitím inzerčnej mutagenézy, metódy prenosu DNA do buniek, identifikácia miesta inzercie, identifikácia prerušeného génu pomocou in silico analýzy.
Mimojadrové genetické systémy
Dedičnosť znakov determinovaných mimojadrovými génmi, prirodzené plazmidy a mitochondrie na príklade Saccharomyces cerevisiae.
Dedičná a nededičná premenlivosť u mikroorganizmov
Metódy indukcie mutácií, fyzikálne, chemické a biologické mutagény, spôsoby detekcie mutantov, selekcia mutantov – auxotrofné, respiračne deficitné.
Genetická rekombinácia
Homologická rekombinácia v meióze a v mitóze, rekombinačné mutanty v E.coli, SOS systém v E. coli, rec A gén E. coli, mechanizmus rekombinácie v E. coli, Hollidayov model rekombinácie, aktuálne modely homologickej rekombinácie - DSBR, SDSA, SSA, BIR a spájania nehomologických koncov – NHEJ, reparačné mutanty Saccharomyces cerevisiae a ich úloha v štúdiu rekombinačných procesov.
Mechanizmy opravy DNA poškodení u prokaryotov a jednobunkových eukaryotov
Na príklade E. coli, S. cerevisiae, S. pombe a C. reinhardtii.
Testy na hodnotenie genotoxického účinku využívajúce mikroorganizmy
napr. Amesov test, D7 test S. cerevisiae, host-mediated assay a ďalšie.